Category Archives: Science & techno

Information, réalité fondamentale de l’Univers… ?

L’information fait partie de notre quotidien, elle en est même l’élément central. Rien n’est possible sans la récolte, le traitement et la transmission d’information, quel qu’en soit les moyens. Et pourtant aucune des grandes théories de la physique, mécanique quantique ou relativité, ne définissent la notion d’information – ni même ne proposent de manière de la mesurer. En outre l’information a une caractéristique particulière qui est la contrafactualité: un message est sans information si un message alternatif n’est pas possible. On doit toujours pouvoir poser la question « Et si… » .

L’information est habituellement considérée comme une abstraction, dont la transposition dans le monde réel reste approximative. Pourtant il existe de nombreux indices indiquant que l’information est en elle-même un quantifié physique fondamentale, obéissant à des lois précises. Au 19ème siècle Ludwig Boltzmann développait la physique statistique, qui permet par exemple d’interpréter les notions de chaleur et d’entropie comme l’ensemble des distributions possibles d’atomes composant un niveau d’énergie donné, Dans les années 1970, Jacob Bekenstein et Stephen Hawking découvraient une correspondance entre l’entropie d’un trou noir et sa surface, d’où l’idée que l’information doit correspondre à une quantité exacte.

La préservation de l’information est un postulat fondamental de la physique quantique, lié à la notion de fonction d’onde – une définition statistique de la matière réversible dans le temps – et qui impose que l’information soit toujours conservée sans quoi la réversibilité devient impossible. Et comme je le présentais dans ce récent article « De la réalité de la fonction d’onde« , il semblerait (le conditionnel reste de rigueur) que cette fonction d’onde ne soit pas une modélisation simplificatrice d’une réalité sous-jacente, mais bien la réalité elle-même – validant de ce fait la nécessaire conservation de l’information. Ce qui ne va pas sans créer d’autres problèmes, j’en ai proposé une illustration dans cet article « L’Univers et le paradoxe des trous noirs » que je vous invite à parcourir si le sujet vous intéresse!

Dans le domaine computationnel on se réfère à l’information de la même manière que les lois de la thermodynamique se réfèrent à l’énergie, sans définir le support physique sous-jacent. Mais ces lois computationnelles sont liées aux lois de la physique: elles sont par exemple différentes entre le modèle de l’ordinateur classique et l’ordinateur quantique. Et donc, si les lois computationnelles sont des lois physiques, il doit en être de même pour les lois de l’information. Mais qu’elles peuvent être ces lois? Comment rendre physique ce qui n’est a priori qu’une abstraction?

Pour les physiciens David Deutch et Chiara Marletto, on y arrive en démontrant que toutes les lois de la physique peuvent s’exprimer sous la forme de catégorisation de tâches – de transformations physiques – selon qu’elles sont possible ou non, et pourquoi. Autrement dit, tout phénomène physique repose sur des lois qui ne sont, fondamentalement, « que » des listes de conditions, aussi appelé « constructeur ». Un phénomène est possible dès lors qu’il existe un « constructeur », quelque chose qui peut causer le phénomène et en garder la mémoire pour une exécution ultérieure. C’est ce que l’on nomme la théorie Constructeur ou Constructor Theory.

Dans cette théorie, les déclarations contrafactuelles sont les éléments fondamentaux du réel et leurs usages, tel la copie, sont exprimés sous forme de tâches. Donc dans ce modèle les propriétés associées à l’information apparaissent sous la forme de lois physiques. Et les constructeurs sont des éléments du réel, comme le dit par exemple cet article de InternetActu « Vers une physique de l’information« : « Un constructeur est un dispositif capable, si on lui donne un input A, de produire un résultat B, et surtout, une fois cette transformation effectuée, de recommencer la même tâche. Une machine à vapeur est un tel constructeur, mais on en trouve aussi dans la nature, comme les ribosomes au cœur de la cellule, ou plus généralement, les catalyseurs dans le domaine de la chimie. Il existe plusieurs sortes de constructeurs. Certains sont capables de changer la nature de leur travail en fonction d’instructions fournies par l’extérieur : ce sont des constructeurs programmables. C’est le cas par exemple des ribosomes. D’autres constructeurs ont la capacité de copier les caractéristiques du système d’entrée : ce sont des médias d’information.« .

Une implication fondamentale de cette vision du monde est que la notion de connaissance peut s’exprimer de manière objective, en tant qu’information à même d’agir sous la forme d’un constructeur. Comme, par exemple, un système d’automate contrôlant une usine. Il est, dans la vision traditionnelle de la chose, impossible de décrire dans ce cas la notion de connaissance: on ne peut décrire que ce qui se passe et ce qui ne se passe pas dans l’usine. Du point de vue de la théorie du constructeur, il faut raisonner en termes de ce qui est possible. Et pour toute tâche possible, l’explication de pourquoi elle est possible est une description de comment la connaissance pourrait être créée et appliquée à la création d’un constructeur pour cette tâche.

boi_cover_largeAu-delà de la prise de tête qu’implique le déchiffrement d’une telle théorie, son aspect le plus fondamental d’un point de vue philosophique est le déplacement de « l’être conscient » depuis la périphérie de la physique, où il n’est qu’un observateur de ce qui se passe avec ou sans lui, au centre de la réalité: la détermination de ce qui est possible passe par la connaissance et donc une forme d’intelligence. Et selon David Deutsch lui-même, dans son ouvrage « The beginning of Infinity »:

L’histoire de la manière dont se produit une transformation est celle de la connaissance qui pourrait être générée et appliquée pour la provoquer. Une partie de cette histoire, dans la plupart des cas, est celle de la façon dont les gens (les êtres intelligents) créent cette connaissance et de la raison pour laquelle ils choisissent d’appliquer celle-ci d’une certaine manière, tout en rejetant ou modifiant d’autres approches (donc la connaissance morale est déterminante). Par conséquent, du point de vue de la théorie du constructeur, la physique devient presque entièrement la théorie des effets que la connaissance (…) peut exercer sur le monde physique, via les gens. »

Cette position très anthropocentrique invite d’autres questions, que j’essaierai de présenter dans un prochain billet: la capacité de connaissance est-elle nécessairement une propriété émergente de la conscience? Et concernant la conscience elle-même, est-elle une propriété émergente de la complexité, ou une caractéristique intrinsèque à toutes choses de l’Univers? A un extrême, les constructeurs seraient définis par des « êtres » complexes, conscients et intelligents et donc il faudrait se poser la question de l’origine du premier constructeur ayant permis l’avènement de ces « êtres ». A l’autre extrême, les constructeurs pourraient survenir n’importe où et n’importe quand dans le champ universel de la conscience, et du point de vue de la Nature les termes « conscience » et « information » seraient peut être de parfaits synonymes.

 

Sources:

http://www.newscientist.com/article/mg22229700.200-reconstructing-physics-the-universe-is-information.html?full=true#.VOW5G_mG-iA

http://www.internetactu.net/2014/06/13/vers-une-physique-de-linformation/

http://monindependancefinanciere.com/lenciclopedie/seccion-l/la-theorie-de-constructeur.php

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Evolution: adaptation d’abord, mutation ensuite

En matière d’évolution, le processus généralement présenté part de mutations génétiques aléatoires qui procurent certains avantages adaptatifs. A ceci s’ajoute, depuis une bonne dizaine d’années, la dimension épigénétique qui associe directement des modifications génétiques aux pressions environnementales. Le déterminisme génétique tellement en vogue dans les années 1980 du fait d’auteurs tel Richard Dawkins est aujourd’hui reconnu comme étant une simplification sans réel connexion avec la réalité observable, mais on a pas encore vraiment fait le pont entre ces mécanismes de mutation génétique et la complexité du vivant. Quel est réellement le mécanisme de l’évolution?

Une piste est la notion de « force de progrès », que j’ai déjà présenté dans l’article « Faut-il réintégrer la notion de progrès dans l’évolution?« : outre les processus de sélection naturelle, il existerait un processus inhérent vers de plus en plus de complexité. Read more

De la réalité de la fonction d’onde

Du nouveau dans le petit monde de l’interprétation de la mécanique quantique!

La fonction d’onde est un pilier de la mécanique quantique et dit que l’état d’une particule donnée n’a pas une définition fixe (telle position, telle vitesse, tel sens de rotation, etc…), mais qu’il est donné par une forme de probabilité. Cette manière de définir un phénomène quantique qui échappe à notre logique classique date des années 1920 et fut proposée par d’illustres noms tels Werner Heisenberg, sous la définition générale dite Interprétation de Copenhague. Selon cette façon de voir les choses, les particules n’existent réellement qu’une fois observées. Avant l’observation, elles ne sont qu’un ensemble de probabilités. Le fameux chat de Schrödinger est bien en même temps vivant et mort tant qu’on n’ouvre pas la cage. Read more

Cartographie mentale, vie de couple et differentiation

Les choses de la vie font que la plupart d’entre nous se retrouvent de temps à autre confrontés à des problèmes de comportement difficiles à vivre au sein de nos familles, couples ou cercles sociaux. Le plus souvent, c’est-à-dire quand les gens impliqués ne nous paraissent pas souffrir d’une pathologie particulière telle la perversion narcissique, nous partons du principe que les gens qui nous font du mal de le font pas exprès, c’est juste que leurs bonnes intentions de départ sont « trahies » par les casseroles qu’ils traînent – que nous traînons tous – depuis leur enfance: blessures, peur de l’abandon, anxiété, etc… D’où il découle que d’un point de vue thérapeutique il faut arriver à recréer un climat d’empathie, de non-jugement permettant de libérer la parole, se dégager des peurs imaginaires et retrouver un comportement en prise avec la réalité.

Mind maps are used to get lots of ideas into one ideaNéanmoins, il existe (au moins) une autre manière de voir les choses, telle présentée par le psychothérapeute David Schnarch, inventeur de la « Crucible Therapy » qui est une forme d’intégration de la sexualité, l’intimité, la spiritualité, le développement personnel et de conseil matrimonial. David Schnarch considère que, du moins en ce qui concerne son domaine d’expertise que sont les rapports de couple, les gens qui ont un comportement blessant envers leur conjoint ne le font pas « sans le vouloir » mais au contraire, savent très bien ce qu’ils (ou elles) font et quel type de blessures ils ou elles infligent ainsi à l’autre. Pour Schnarch les gens coupables de « mauvais comportements » ne le font pas du fait de leurs peurs, frustrations et anxiétés mais le font pour leur propre gratification, parce que c’est une forme de relation qu’ils / elles choisissent. Read more

Apollo et le mystère des Hasselblads de contrebande

The Data Acquisition Camera was designed to capture footage of final approach, Neil Armstr...

En mars 2014 eu lieu la vente aux enchères d’une caméra Hasselblad 16 mm ayant voyagé sur Apollo 15 en 1971. Cette caméra était à l’époque vantée comme étant la seule caméra au monde ayant fait l’aller-retour entre la Terre et la Lune, la procédure normale étant d’abandonner tout le matériel inutile au retour dans le module lunaire. Elle avait pu bénéficier de la grâce « nasanienne » du fait d’un problème technique ayant empêché son abandon.

Ça, c’est la théorie. Mais apparemment tous les astronautes ne respectaient pas nécessairement cette règle. Pas plus tard que cette semaine nous avons appris que la femme de feu Neil Armstrong, premier astronaute a avoir foulé le sol lunaire en 1969 avec Apollo 11, décédé en 2012, avait retrouvé dans un banal sac plus de 4 kg d’objets récupérés de la mission d’Apollo 11 – dont une caméra Hasselblad 16 mm (en photo ci-dessus). Ces objets étaient supposés être restés sur le module lunaire Eagle, et s’être écrasés avec ce dernier sur la Lune. Pourquoi avoir gardé ces « souvenirs », pourquoi ensuite les cacher et n’en parler à personne pendant les 45 années entre son retour de la Lune et son décès, nul ne semble le savoir. Mais le cas Armstrong n’est pas le seul! Read more

100 milliards de planètes, et nous et nous et nous?

La question de l’existence des extraterrestres est un marronnier qui existe sans doute depuis le jour où l’Homme, ancien voir très ancien, s’est posé la question de la nature de ce ciel étoilé qu’il apercevait chaque nuit. Plus près de nous, au début des années 50 le physicien Enrico Fermi se demandait pourquoi, au vu des centaines de milliards d’étoiles au sein de notre propre galaxie (qui n’en est qu’une parmi des milliards d’autres), personne ne nous rendait visite? La question est d’autant plus prégnante que nous savons aujourd’hui qu’il existerait – selon du moins cette étude de l’Australian National University – de l’ordre de 100 milliards de planètes habitables dans notre galaxie. Planètes habitables selon notre définition anthropocentrique, c’est-à-dire avec juste la bonne température pour y maintenir de l’eau à l’état liquide. Ce qui n’empêche pas, en plus, l’existence possible de vie sur des planète a priori non habitables mais dont la chaleur interne pourrait permettre à l’eau liquide d’exister sous une épaisse banquise – comme c’est sans doute le cas sur Europa, une lune de Jupiter. Mais contentons-nous pour l’instant des 100 milliards de possibles Terres. Read more

Physique quantique, fenêtre sur les mondes fantômes?

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Voilà près d’un siècle que la mécanique quantique décrit de manière précise le monde probabiliste de l’infiniment petit, sans que l’on puisse savoir si cette approche décrit une réalité fondamentale, le monde tel qu’il est, ou s’il ne s’agit « que » d’une approximation d’une réalité plus profonde dont la vraie nature nous échapperait encore totalement.

La question est d’importance car la réalité telle que nous la percevons, au niveau des particules, est très différente de la réalité matérielle dite classique qui nous entoure à chaque instant. Dans le monde classique notre chat est soit vivant soit mort, dans le monde quantique il est les deux à la fois tant que quelqu’un n’est pas venu vérifier. De même, la lumière a à la fois des propriétés de matière et des propriétés d’onde, sans que l’on sache si cette double propriété quantique (insensée du point de vue classique) est intrinsèque, ou le fait d’autres facteurs qui nous échappent. Read more

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